齿轮轮齿的失效形式及折断问题的分析赵华蓉

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齿轮轮齿折断问题的分析

到３年以上。
其根部接近齿轮轴面。通过对齿轮中心的成分、硬
２．２齿轮的加工精度和安装精度低
度、渗碳层、金相组织进行系统分析，事故发生的
如果齿轮的加工精度和安装精度低，就会使齿主要原因从化验结果可以看出，该齿轮Ｍｎ的含量轮的齿面接触不良，产生偏载和较大的振动，使轮比标准值高５０％多，Ｎｉ的含量低于标准值３００％。
：６个月就发生断
于机组运行多年。减小，介质在管的粘度也比以前导致系统负荷加算，系统的负荷这一问题。在不亍宽以及材料、加计参数进行改进
■
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２００６年｜‘２囊 ·ｌｌ ·
维普资讯
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方静：齿轮轮齿折断问题的分析
新，未见齿轮啮合痕迹，显然齿轮啮合存在严重的
此外，磨齿加工、使用维护不当、润滑不良等
偏啮现象。因此，推断出偏啮、冲击定的影响。
折断的直接原因。
３改进措施
从以上的实例可以看到，过载是齿轮轮齿折断
Ｎ
ｏ．２
齿轮轮齿折断问题的分析
方静
（浙江国际海运职业技术学院浙江舟山３１６）０２１）
摘
要：齿轮轮齿折断现象，是机械传动设备中最容易发生的齿轮损伤形式。文章结合实例
。
分析
了造成轮齿折断的原因，并提出了相应的改进措施，以避免轮齿断裂的发生为实践提供理论和技术的支，
持。
关键词：失效分析；齿轮轮齿；折断；改进措施

齿轮转动的失效形式

齿轮转动的失效形式作者：贾培培摘要：齿轮转动是目前最重要也是应用最广泛的一种传动形式。

由于齿轮在传动过程中受到各种因素导致齿轮失效，如轮齿折断.齿面疲劳点蚀.胶合.磨损.塑性变形等。

齿轮齿轮传动是靠轮齿的啮合传动来传递运动和动力的,轮齿失效是齿轮常见的主要失效形式。

由于齿轮传动装置有开式、闭式，齿面有软齿面、硬齿面，齿轮转速有高有低，载荷有轻重之分，所以设计应用中会出现各种不同的失效形式。

采用化学成分分析,金相检验硬度测试等方法，对断裂齿轮进行失效分析，结果表明，失效的齿轮硬度达不到要求、设计图样和加工工艺不符、金相组织不符合要求、存在偏载和重载现象等，这些都是导致齿轮失效的直接原因，本文对此提出了相应的解决措施，并指出了齿轮今后的发展方向设计图齿轮传动的主要失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等 .目录：:齿轮最重要的部分为轮齿。

它的失效形式主要有四种:轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、和齿面胶合。

断齿：是在齿轮传动中由于各种以外原因，一个或多个轮齿折断使齿轮失效；。

磨损：齿轮传动过程中，齿面上的相对滑动会引起磨损；点蚀：齿轮传动过程中，齿轮接触面上各点的接触应力呈脉动循环变化，经过一段时间后，会由于接触面上金属的疲劳而形成细小的疲劳裂纹，裂纹的扩展造成金属剥落，形成点蚀；胶合：当齿轮在高速、大载荷或润滑失效的情况下，两齿面直接接触形成局部高温，接触区出现较大面积粘连现象，为胶合。

引言：近年来各国在关键零部件损伤失效机理方面开展的基础研究工作,为风电齿轮箱系统的先进设计制造技术的研究与发展奠定了坚实的基础。

近年来中国的风电产业蓬勃发展,2011年全国新增装机容量达18GW,居世界第一。

必须紧扣齿轮箱设计制造技术的基础理论和发展方向,才能真正缩短我国与世界先进国家在传动系统的设计制造水平方面的显著技术差距。

齿轮传动的失效是机械设备失效的形式之一，是指在运行中失去设计功能或者发生损伤失效。

齿轮失效原因分析及防止措施

一
丧失工作能力
１冶金机械齿轮工作的特点
１．１１．２１．３１．４１．５传动功率大．齿面的接触应力高冲击性负荷较大．常常承受很大的过载负荷转速较低工作环境温度高灰尘较多
３齿轮失效的防止措施
３．１齿轮点蚀失效的防止通过实践证明．齿面的抗点蚀能力主要与齿面的硬度有关．齿面硬度越高，抗点蚀能力就越强．因此．设计时除了合理选择齿轮参数
科技・探索・争鸣
Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆技Ｔｅｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界Ｖｉｓｉｏｎ
齿轮失效原因分析及防止措施
窦玉香张继周吴金跃（安阳钢铁股份公司运输部，河南安阳４５５０００）
【摘
一
要】齿轮传动是机械设备中应用最广泛的传动形式，特别是在台金机械中，齿轮传动随处可见，齿轮失效也是最常见的机械故障之
由于一对（或一个）齿轮失效，可能会造成整个生产线停产，严重影响设备运行和企业生产。在长期的工作实践中，通过对齿轮失效原因进行分析．总结出了防止齿轮失效、延长齿轮使用寿命的有效措施。
，
【关键词】齿轮失效；原因分析；防止措施值最大．并产生应力集中，。弯矩值在啮合过程中随着接触点的移动而变化在脱离啮合后．轮齿所受的弯矩值就变为零．这样．轮齿在变载荷齿轮传动是机械设备中应用最广泛的传动形式．特别是在冶金机作用下．重复一定次数后．齿根部分应力集中处便会产生疲劳裂纹．裂械中．齿轮传动随处可见．齿轮失效也是最常见的机械故障之一．由于纹不断扩展．最后轮齿就被折断．这种折断属于疲劳折断：另一种折断对（或一个）齿轮失效．可能会造成整个生产线停产，严重影响设备是短期过载或受到过大冲击载荷时突然折断．属于过载折断运行和企业生产齿轮种类繁多，消耗量大，加工工序复杂，成本较高，２．５。塑性变形因此．有效延长齿轮使用寿命．不仅能减少机械故障，为生产赢得宝贵若齿轮的材料较软．当其频繁起动和严重过载时．轮齿在很大载时间．而且能减少生产备件消耗，降低生产成本，减轻工人劳动强度。荷和摩擦力作用下．可能使齿面表层金属沿相对滑动方向发生局部的在长期的工作实践中．通过对齿轮失效原因进行分析，总结出了防止塑性流动而出现塑性变形．变形严重就会导致齿轮失效．使齿轮传动齿轮失效、延长齿轮使用寿命的有效措施０概述

钢制传动齿轮轮齿折断、塑性变形失效系统分析

机械传动
２００２正
失效树逻辑门序号门类型基本事件数
ｌｏｌ０２２
含基本事件代号
２．３
程实际问题。１３∞ Ｏ
２
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１０１１０１００，０７，０８５，０９１０
１０，０１０１１１
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（海军航空工程学院，山东烟台２０１张利杨淑荣王燕铭何仲云郑伟６０）４摘要
关键词
应用失效树系统分析法研究了传动齿轮 “ 齿折断 ” “ 性变形 ” 两种主要失效形式，出轮、塑等给
齿轮失效树分析
表１失效树输入数据
Ｉ过载折断ＩＩ贰Ｉ裂纹因
一
彝ｒｒ嘲匝睡ｒ向向：：ｒ：向１１：１１
小
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失效树逻辑门序号门类型基本事件数
含基本事件代号
１，２１，３
目莩茎ｌｌ摹葶ｌ０ｌｌ
式的形成机理及影响因素虽然已较清楚，对其在设但
齿廓血率半径较小
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ｌ～面ｌ不ｌ不蓠ｌＪ合油ｌ篙警ｌ
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计、制造和使用现场控制尚待深究。本文依据传统形成机理及主要因素，对轮齿折断、针塑性变形作了系统分析，建成图１图２所示齿轮 “ 齿折断 ” “ 试、轮、塑性变

关于齿轮的失效及修理方法的探讨

关于齿轮的失效及修理方法的探讨摘要：现代社会，各种企业的机器设备都离不开齿轮，而因为齿轮故障造成的机器失常，运转停止也是企业工期延长和经济损失的重要原因。

我们从各个方面出发，分析造成齿轮失效的原因，并依据不同的原因，寻找出不同的解决办法。

降低齿轮失效频率，维护广大企业的利益。

关键词：齿轮;失效;维修;前言现代机械设备，基本都离不开齿轮。

而造成机械设备故障的原因，超过一半一半都发生在齿轮运转上。

可以说，齿轮的正常运作，是保证企业正常工作，保证企业效益最近本的要求之一。

正因为这样，我们很有必要对齿轮失效的各种原因和影响进行仔细研究，找出相应的维修方法，保证齿轮正常工作，减少机械故障的发生。

1.齿轮失效的原因齿轮失效一般是由于自身设计制造有缺陷，齿轮安装不精准，材料不达标或者维护不足造成的。

1.1很多齿轮由于设计时间较早，图纸未进化，原本生产前就存在隐患。

也有一些设计可能没有问题，但是由于某些原因导致制造不标准，没有完全按照设计要求生产。

也许短期内看不出问题，但是从长期来看，肯定大大影响零件的使用寿命。

1.2虽然有图纸依照，但是并不能保证所有零部件的安装都达到了应有的精度，这样也会引发机械故障。

1.3材料选择的问题。

由于对材料的热处理和冷加工要求不标准，很多本身有缺陷的材料用于制造齿轮。

负荷压力集中作用于齿轮时，这些材料由于自身的微裂或者不紧密，就会断裂或者出现严重磨损。

直接影响机械工作。

1.4齿轮缺乏定期维护和修理。

很多企业没有合理的机械维护制度，总是在故障发生之后才进行处理。

定期维护保养，防患于未然才能保证机械的高效率运作。

2.齿轮失效的表现齿轮失效一般表现为齿轮断裂和齿面损坏两种形式。

至于轮幅、轮缘之类的部件很少出现问题。

2.1齿轮断裂一般是因为轮齿出现问题造成的。

具体分为过载断裂、疲劳断裂和随机断裂三种类型。

直齿轮轮齿的断裂通常都是全齿断裂，而斜齿轮和锥齿轮轮齿的断裂通常是局部断裂。

（一）一般来说，由于短时间之内，齿轮负荷量过大或多次达到负荷极限，会引发齿轮断裂。

分析齿轮常见失效及其维修

分析齿轮常见失效及其维修【摘要】齿轮是机械设备中不可缺少的原件，在机械设备运行的过程中，齿轮常常会出现失效的现象。

笔者通过本文对齿轮失效的原因进行了分析，并根据不同的原因提出了该如何对齿轮进行维修，降低齿轮失效发生的概率，增加企业效益。

【关键词】机械设备；齿轮；失效；维修0.引言齿轮是在机械设备中一种变速传动部件，机械设备不可缺少的部件。

齿轮在运转过程中会出现失效现象，造成设备不能正常运行。

在现代的机械设备中，齿轮的作用越来越大，据不完全统计，齿轮失效占各种机械故障的60%以上。

因此，为了保证机械设备的正常运行，我们要对齿轮的失效原因进行分析，找到正确的维修办法，保证机器的正常运行。

1.齿轮失效的原因1.1齿轮折断轮齿折断的方式有三种，他们分别是过载折断、疲劳折断和随机折断，一般情况下直齿轮轮齿的折断是全齿轮折断，而斜齿轮和锥齿轮轮齿的折断则是局部折断。

1.1.1由于过载而折断一般在齿轮折断的时候，会在他的折断面出现放射状或类似人字的放射区，一般放射区的方向与断裂的方向大致平行，放射中心即贝壳纹疲的断口。

齿轮的过载折断主要是齿轮在短时间内承受的压力超过其本身所承受的的最大压力，超过一定的强度，造成齿轮的折断。

发生过载折断的原因还有很多，比如说齿轮精度过低、齿面过于粗糙、材质有缺陷等。

1.1.2由于疲劳而折断疲劳折断有自己独特的特点，其断口区可分为断裂源区、疲劳扩展区和瞬时折断区，轮齿疲劳的折断主要是由于一个齿轮承受多次重复的压力，尤其是受到弯曲的压力的时候，使得齿轮根部发生变形，超过了其承受的压力，造成齿轮的疲劳折断。

随着压力的不断增加，在齿轮断裂出的裂纹也会随之增大，在一定的程度下，会造成瞬时的折断。

1.1.3随机性折断齿轮轮齿的随机折断与齿轮的疲劳折断有一定的相似性，但是随机折断的断裂处的断口出与疲劳折断有着不同，它的截面存在过高残余应力的位置，轮齿的随机折断的原因一般不是受力作用产生的，而是由于轮齿材料的缺陷，点蚀以及剥落或其他应力在截面处产生的巨大压力，一次造成齿轮的随机折断。

齿轮失效原因分析及防止措施

科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界(上接第99页)2.6防爆外壳隔爆面的防腐处理由于防爆电器均工作在条件恶劣的矿井下,且定期检修,隔爆面极易腐蚀,为保护好隔爆面的隔爆性能,一般对隔爆面要进行防腐处理,工业上一般采用电镀、磷化处理或者涂防锈油。

【参考文献】[1]于秀娟.煤矿井下电气设备的防爆探讨[J].价值工程,2010(33).[2]何景波.试论煤矿井下防爆电器设备中的应用技术[J].科技创业家,2011(10).[3]周伟峰.焊接隔爆外壳加工工艺[J].煤矿机械,2012(07).[4]GB3836.1-2010爆炸性环境第1部分:设备通用要求[S].北京:中国标准出版社,2010.[5]GB/T12173-2008矿用一般型电气设备[S].北京:中国标准出版社,2006.[责任编辑:汤静] 0概述齿轮传动是机械设备中应用最广泛的传动形式,特别是在冶金机械中,齿轮传动随处可见,齿轮失效也是最常见的机械故障之一,由于一对(或一个)齿轮失效,可能会造成整个生产线停产,严重影响设备运行和企业生产。

齿轮种类繁多,消耗量大,加工工序复杂,成本较高,因此,有效延长齿轮使用寿命,不仅能减少机械故障,为生产赢得宝贵时间,而且能减少生产备件消耗,降低生产成本,减轻工人劳动强度。

在长期的工作实践中,通过对齿轮失效原因进行分析,总结出了防止齿轮失效、延长齿轮使用寿命的有效措施。

1冶金机械齿轮工作的特点1.1传动功率大,齿面的接触应力高1.2冲击性负荷较大,常常承受很大的过载负荷1.3转速较低1.4工作环境温度高1.5灰尘较多1.6水汽多2齿轮的失效形式及原因分析2.1齿轮的点蚀齿轮在传动动力时,两工作面理论上是线接触,实际上因为齿面的弹性变形而形成很小的面接触,所以产生很大的接触应力,而且该应力是由零增加到最大,又由最大降到零,即按脉冲循环变化。

齿轮传动中轮齿的失效分析及对策

高齿面硬度、保持芯部的韧性。１２过载折断．
传动在工作过程中经常会发生失效。常有齿轮的轮齿折断、通工作齿面磨损、劳点蚀、面胶合及塑性变形等，疲齿任何一种失效都将导致齿轮传动非正常：作。［
齿轮在工作过程中有严重过载或冲击载荷的作用或者在制造安装过程中，精度差，齿轮局部受载或受较大的冲击时，均可能产生过载折断。轮齿受到大载冲击或严重磨损而齿厚变薄时也会发生折断现象。如斜齿圆柱齿轮传动中，轮齿工作
齿轮传动是机械传动中最主要的一种传动形式。具有工作可靠、使用寿命长、传动效率高、结构紧凑、瞬时传动比为常
数等一系列特点，由于设计、造或使用不当等原因，轮但制齿
过载的程度；应正确选择齿轮副材料，进行适当的热处理，以获得较好的显微组织；对齿轮进行喷丸、碾压等冷作处理以提
１１疲劳折断．
曲变形过大时，将导致轮齿局部过载，也会发生轮齿局部折
断。如，某机车电动机悬挂装置主动齿轮断裂，齿根断裂区在发现在毛坯锻造过程中形成的闭合孔洞及夹杂物，严重削弱
轮齿Ｔ作时像一个悬臂梁，受载后在齿根处产生的弯曲应
面上的接触线为一斜线，齿受载后，有集中载荷时，会轮如就发生局部折断；此外若制造或安装不良或轴的刚性不够而弯
１轮齿折断
轮齿折断可分为疲劳折断、载折断、随机折断，常过和通渐开线直齿圆柱齿轮轮齿的折断为全齿折断，而斜齿轮和锥齿轮轮齿的折断一般是局部折断。

齿轮失效探析

齿轮失效探析摘要：齿轮传动是目前应用最为广泛的传动形式之一,在航空、航天、轮船、汽车、农业、化工等领域的传动系统中都起着至关重要的作用。

随着齿轮传动朝着高转速和精密化方向的发展,便对齿轮的使役性能提出了越来越高的要求。

随之而来的是齿轮的失效也越来越多，而齿轮在传动过程中，失效的位置则主要集中在轮齿的地方。

轮齿折断、齿面胶合、塑性变形以及齿面剥落等齿轮轮齿失效形式广泛存在于各类齿轮传动中,危害着设备运行的稳定性和可靠性,严重时还会引起生产安全事故,造成经济损失。

因此,开展对齿轮轮齿不同形式失效分析与对应解决措施,对保障齿轮传动运行的稳定性和可靠性具有十分重要的理论意义和工程使用价值。

本文主要工作内容有：①齿轮轮齿失效的种类有哪几种类型。

②传动齿轮轮齿的轮齿折断、齿面点蚀、塑性变形以及齿面剥落其对应的产生原因。

③轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形和齿面剥落的对应解决措施。

本文的理论分析与对策可以在一定程度方面上有效的预防齿轮失效,增加齿轮设备的使用寿命,节省设备维护维修费用提供一定的参考价值。

关键词: 齿轮轮齿;制造流程;失效形式;解决措施轮齿折断是齿轮的一种非常严重的失效形式，它可以细分为过载折断、疲劳折断和随机折断[1-2]。

1过载折断当齿轮工作当中受到忽然的一次或者多次严重过载的时候，致使齿轮轮齿所受到的应力超过其极限应力,齿轮的轮齿就可能因为过载而折断。

当齿轮轮齿发生过载断裂，一般为短期过载。

轮齿发生过载折断时，过载而折断的齿轮断口一般都集中在齿轮根部,其断面一般呈放射状或人字级花样的放射区,放射方向与裂纹扩展延伸方向近乎平行,放射中心即为断裂源,断口呈现壳纹疲劳线，折断的断口一般比较平直，并且带有很粗糙的特征。

铸铁齿轮易发生过载断裂。

2齿面疲劳点蚀齿轮的齿面点蚀一般发生在闭式齿轮传动器械中，而由于开式齿轮传动的器械，因为齿轮齿面磨损一般比较快速，即正常情况齿面点蚀来不及发生。

齿轮在工作时,其啮合表面上任一点所产生的接触应力是按脉动循环变化的。

齿轮失效分析与实例

引起冷塑变形。
料的屈服极限。
轮齿折断：齿轮一个或多个齿的整体或局部断裂。
疲劳折断：起源于齿根处的疲高的交变应力多次作用的结修改齿轮几何参数，降低齿
齿轮失效分析与实例试验分析部：袁红昆
劳裂纹扩展造成的断齿。果，齿根圆角半径过小，表根表面粗糙度，正确的喷丸
面粗糙度过高，滚切加工时处理，适当的热处理消除残
图 30 图中所示的表面淬硬偏轴伞齿轮产生的齿面波纹皱、波纹、起棱、冷变形是高负载齿轮上出现的典型现象
齿轮失效分析与实例试验分析部：袁红昆
图 31 表面淬硬齿轮有起棱是由于过载造成
图 32 图示是中等硬度齿轮发生冷变形的过程情况，此类齿轮较硬化齿轮更易产生齿面金属移动现象，图中可以看出材料已卷到齿顶边上，造成齿型损坏，重载是引起金属移动的主因
表3 齿轮失效分布图
13%
24%
15% 20%
疲劳24%
撞击15%
麻点、剥落、渗碳层压碎 20% 外物落入齿合区10%
过量磨损、划伤、擦伤18%
其他13%
附录一：图例附录二：齿轮失效分析实例
齿轮失效分析与实例试验分析部：袁红昆
图例
图 1 因润滑不良或啮合不正确引起的粘附磨损
图 2 齿面的中等磨损使节线变得清晰可见（箭头所示）多数由润滑油中磨料引起与实例
失效分析已从一门综合技术发展成为一门新兴的综合性的学科。它研究失效的形式、机理、原因，并提出预测和预防失效的措施，称为失效学。因此，它是涉及广泛学科领域和技术范畴的学科。失效分析与其他学科的关系如图所示。
齿轮是传递运动和动力的重要零件，齿轮种类较多，工作环境不同，因此有多种不同的失效形式，失效类型由失效齿轮的形貌和失效过程或机理确定的，失效机理确定后，就可以确定失效原因，提出相应的对策。

齿轮常见失效形式及其解决方法

齿轮失效分析与解决方法摘要通过对齿轮失效形式的分析，找出相应解决方法，提高机械传动齿轮质量,延长机械设备的使用寿命。

分析研究失效形式有助于建立齿轮设计的准则，提出防止和减轻失效的措施。

关键词失效；轮齿折断；齿面点蚀；齿面胶合；齿面磨损；齿面塑性变形齿轮是现代机械中应用最广泛的重要基础零件之一。

齿轮类型很多，有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，齿面硬度有软齿面和硬齿面，齿轮转速有高有低，传动装置有开式装置和闭式装置，载荷有轻重之分，因此影响因素很多，所以实际应用中会出现各种不同的失效形式。

齿轮的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和齿面塑性变形五种。

1 轮齿折断轮齿折断有多种形式，在正常情况下，有以下两种：1）过载折断。

因短时过载或冲击载荷而产生的折断。

过载折断的断口一般都在齿根部位。

断口比较平直，并且具有很粗糙的特征。

2）疲劳折断。

齿轮在工作过程中，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断轮齿。

齿面较小的直齿轮常发生全齿折断，齿面较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断；斜齿轮和人字齿齿轮，由于接触线倾斜，一般是局部齿折断。

为了提高齿轮的抗折断能力，除设计时满足强度条件外，还可采取下列措施：①采用高强度钢；②采用合适的热处理方式增强轮齿齿芯的韧性；③增大齿根过度圆角半径，消除齿根加工刀痕，齿根处强化处理；④加大齿轮模数；⑤采用正变位齿轮。

为避免轮齿折断，设计时要进行轮齿弯曲疲劳强度计算和静弯曲强度计算。

齿面磨损有磨粒磨损和跑合磨损两种。

在齿轮传动中，随着工作环境的不同，齿面间存在多种形式的磨损情况。

当齿面间落入铁屑、砂粒、非金属物等磨粒性物质或粗糙齿面的摩擦时，都会发生磨粒磨损。

齿面磨损后，引起齿廓变形，产生振动、冲击和噪声，磨损严重时，由于齿厚过薄而可能发生轮齿折断。

齿轮传动的失效分析)

一般来说，齿轮传动的失效主要发生在轮齿上。

轮齿部分的失效形式分为两大类：轮齿折断，齿面失效。

1. 轮齿折断折断失效通常有轮齿的弯曲疲劳折断、过载折断和随机折断。

•疲劳折断：工作时轮齿反复受载，使得齿根处产生疲劳裂纹，并逐步扩展以至轮齿折断的失效。

疲劳裂纹多起源于齿根受拉的一侧。

•过载折断：齿轮受到突然过载，或经严重磨损后齿厚减薄时，轮齿会发生过载折断。

•随机折断：通常是指由于轮齿缺陷、点蚀或其它应力集中源在轮齿某部位形成过高应力集中而引起轮齿折断。

断裂部位随缺陷或过高有害残余应力的位置而定，与齿根圆角半径无关。

•轮齿折断的形式有整体折断和局部折断。

整体折断多发生于直齿轮，局部折断多发生于斜齿和人字齿轮，齿宽较大的直齿轮和由于安装、制造因素使得局部受载过大的直齿轮，也可能发生局部折断。

疲劳折断的断口较光滑，过载折断的断口则较粗糙。

•增大齿根过渡圆角半径，减小齿面粗糙度，对齿根进行喷丸或碾压强化处理消除该处的加工刀痕，选用韧性较好的材料，采用合理的变位等，均有助于提高轮齿的抗折断能力。

•通常，轮齿疲劳折断是闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式。

2. 齿面失效齿面失效常见的失效形式有：点蚀、胶合、齿面磨损和齿面塑性变形。

(1) 点蚀齿轮在啮合过程中，相互接触的齿面受到周期性变化的接触应力的作用。

若齿面接触应力超出材料的接触疲劳极限时，在载荷的多次重复作用下，齿面会产生细微的疲劳裂纹；封闭在裂纹中的润滑油的挤压作用使裂纹扩大，最后导致表层小片状剥落而形成麻点，这种疲劳磨损现象，齿轮传动中称为点蚀（图9.3-13）。

节线靠近齿根的部位最先产生点蚀。

润滑油的粘度对点蚀的扩展影响很大，点蚀将影响传动的平稳性并产生冲击、振动和噪音，引起传动失效。

•点蚀又分为收敛性点蚀和扩展性点蚀。

收敛性点蚀指新齿轮在短期工作后出现点蚀痕迹，继续工作后不再发展或反而消失的点蚀现象。

收敛性点蚀只发生在软齿面上，一般对齿轮工作影响不大。

齿轮传动中轮齿失效分析与对策

处理以提高齿面硬度、保持芯部的韧性。1.2过载折断过载折断是指齿轮在工作过程中有严重过载或冲击载荷的作用或者在制造安装过程中，精度差，齿轮局部受载或受较大的冲击时，均可能产生过载折断。
过载折断不同于疲劳折断，其特点是断口位置不固定，断面粗糙。轮齿受到大载冲击或严重磨损而齿厚变薄时也会发生折断现象。另外，若制造或安装不良或轴的刚性不够而弯曲变形过大时，将导致轮齿局部有良好的密封形式,以防机内润滑油被外界的水、酸及其他有害物质污染3齿面点蚀点蚀是闭式齿轮传动常见的失效形式，在齿轮试验及机器检修时
,在齿面上能看到麻点和凹坑,对于渗碳碎火的硬齿面,可以看到一些霜状纹班块或出现大块金属剥落。
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工作时像一个悬臂梁，受载后在齿根处产生的弯曲应力σ 为最大，而且是交变应力。再加之齿根处过渡部分的尺寸变化较大存在应力集中，在反复的弯曲应力作用下，当应力值超过材料的弯曲疲劳极限时，即σ
>σ时在轮齿受拉一侧的齿根圆角处产生疲劳裂纹,随着载荷循环次数的增加,裂纹逐渐扩展,使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力,造成瞬时折断。导致轮齿发生疲劳折断的原因很多,如在设计时对实际
轮寿命降低,过度磨损是由于润滑系统和密封装置不良或失效,系统有严重振动、冲击等因素所引起,基于以上分析可采用合适的密封形式和润滑装置,也可提高工作速度,减轻振动载荷,改变齿轮的几何参数
、材质、精度、齿面粗糙度等。磨粒磨损表现为轮齿接触表面上沿滑动方向有较均匀的条痕,这是由于磨料物质落入啮合齿面间而引起的磨损,可通过适当提高齿面硬度和光洁度、降低齿面间滑动率、正确选择
论文查重
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传动过程中,由于啮合齿面间存在着相对滑动、轮齿接触表面上的材料发生摩擦损耗的现象，齿面磨损是不可避免的。无论是齿面硬度多高，在齿轮工作后其齿面都会有所磨损。而磨料性物质的进入（如砂粒、

齿轮传动的失效分析及改善措施

曲应力；最后，在轮齿推动时，只有节点处是纯
滚动的，其它齿面各接触点都是连滚带滑，而齿顶部分的运行速度要远远大于齿根部分。
通常点蚀会先发生于靠近节线的齿根处。在滚滑过程中，互相滚滑的接触表面在滑动时会由于摩
不固定的，并且断面相对粗糙。如图ｌ示：所
发生一定的塑性流动，这种现象就是齿面塑性变形。它的变形方向与滑动方向相平行，因为滑动摩擦力以入主动轮齿的滑动方向与节线是相背而
轮在工作时受到了严重的冲击载荷或过载作用，
２３齿面磨粒磨损．
当润滑不充分或者处于开式传动时，会有外界
灰尘杂质进入啮合区，从而引起齿面材料的损失，这种现象就是齿面磨粒磨损。当出现齿面磨粒磨损时，会在滑动速度方向产生平行的线道滑痕。
成飞边，在节线附近处产生沟谷，而从动轮则与
其相反。
节线附近的应力以及摩擦系数都相对较大，因此
收稿日翔：２１－１－０００１５作者简介：陈苗青（９８１７一），女，浙江义乌人，本科，中教一级，研究方向为机械传动。
先，由于齿轮的传动过程是依靠齿面推压来实现
的，所以轮齿中总是齿面受力；其次，轮齿中齿

齿轮轮齿的失效

发生部位：主动轮形成凹沟，从动轮齿面形成凸棱
五、轮齿折断
产生原因及现象：变载（疲劳、过载）
发生场合：开式齿轮传动和硬齿面闭式齿轮传动中
小结：齿齿面损伤轮失效形式轮齿折断
齿面点蚀齿面磨损齿面胶合塑性变形
齿轮轮齿的失效形式
齿轮传动过程中，若齿轮发生折断、齿面损坏等现象，则齿轮失去了正常的工作能力，称为失效。
主要形式：齿面损伤、轮齿折断
一、齿面点蚀
产生的原因及现象：
发生场合：闭式传动
二、齿面磨损
产生原因及现象：铁屑、灰层进入，啮合齿面间的相对滑动摩擦而产生磨损，齿形变瘦
发生场合：开式传动
三、齿面胶合
产生原因及现象：高速重载时散热不好，低速重载时，压过大，使油膜破坏，金属熔焊在一起而发生胶合。
发生场合：高速、低速重载齿轮
发生部位：靠近节线的齿顶面
四、齿面塑性变形（飞边）
产生原因及现象：较软齿面的齿轮在频繁起动和严重过载，由于齿面很大压力和摩擦力的作用使齿面金属局部塑性变形

汽车后桥从动齿轮断齿和齿面损伤失效分析

图 1 正常的齿轮零件图Fig.1 D i a gr a m of norm a l g ea r图 2 失效齿轮宏观形貌图 3 图 2 中圆圈处局部放大Fig.2 Marco-appearance of形貌f a il ur e gearFig.3 Appearance of the c i rc l e in Fig.2汽车后桥从动齿轮断齿和齿面损伤失效分析张红霞, 杨明, 位立刚(湖北汽车工业学院材料工程系, 湖北十堰 442002)摘要：采用宏观微观形貌观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试和有效硬化层深测量等方法对失效的齿轮进行了分析。

结果表明：齿轮失效原因在于齿轮齿根部有较深的切削沟槽，导致齿根部应力加大，形成裂纹源,并产生高周疲劳引起齿根部断裂，进而波及其他齿产生断裂和剥落；用户在使用时也存在齿轮润滑油选用不当等问题。

关键词：后桥从动齿轮；失效；渗碳；疲劳断裂中图分类号：TG162.73文献标识码：A文章编号：1001-3814(2011)02-0188-03Fatigu e Analysi s of Tooth Surface Damage and Fractur e for RearAxle Passive Gear of TruckZHANG Hongxia, YANG Ming, WEI L igang(Department of Materia l Engineering, Hubei Automobile Industries Institute, Shiyan 442002, China)Abs t r ac t ：I n order to find out the reason for the rear axle pa ss i v e gear being f a il ur e , the macro char a ct e r i s t i c s ,m i cro-morphology, m i crostructur e of the damaged teeth were observed and a na l yz e d. The compos i t i on, hardness a nd c a rbur i z e d l a y e r depth were measured. The results show that the f a il ur e reason of pa ss i v e gear i s because the gear bottom ha s cutt i ng groove in cool work, which l ea ds to the high stress and high cyc l e f a t i gue crack, c a us i ng the start tooth broken, a nd thus g e tt i ng other teeth broken. The l ess i mport a nt problem i s that the l ubr i c a t i ng oil of gear i s unw i se .Key wor d s ：r ea r axle pa ss i v e gear; f a il ur e ; c a rboniz a t i on; f a t i gue f r a ctur e某公司生产的载重车在运行中后桥减速器发生异响，检查发现，后桥减速器从动齿轮多个齿出现剥落和断裂失效。

齿轮传动常见失效形式分析

齿轮传动常见失效形式分析章浩【期刊名称】《内江科技》【年(卷),期】2013(034)011【总页数】1页(P118)【作者】章浩【作者单位】南通农业职业技术学院机电工程系【正文语种】中文齿轮传动作为机械传动的重要形式，有着极为广泛的应用。

在机械设备的工作过程中，齿轮失效是常见的故障, 往往致使设备整体无法正常的工作,本文主要讲述了齿轮失效的常见几种形式，并且分析了它们常见的一些原因，提出了解决的办法。

齿轮是机械传动中的重要组成部分，在机械设备中有着极为广泛的应用。

据统计，在机器的总故障次数中，齿轮故障占10.3%左右，在齿轮箱的失效零件中，齿轮失效占到很大的比例。

因此齿轮的损伤和失效倍受人们的关注。

齿轮传动的失效形式有许多种类，其中最为常见的失效形式有齿轮的轮齿折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形等。

1.1 轮齿折断齿轮轮齿经过高循环次数载荷作用，在齿轮的齿根部位产生疲劳裂纹，致使齿轮疲劳折断。

当齿轮轮齿受到严重过载的时候，就有可能发生过载折断。

轮齿过载折断的断口一般都发生在齿根部位。

断口比较平直，并且比较粗糙。

提高轮齿抗折断能力的措施很多，如增大齿根圆角半径，消除该处的加工刀痕以降低齿根的应力集中，增大轴及支承物的刚度以减轻齿面局部过载的程度，对轮齿进行喷丸、碾压等冷作处理以提高齿面硬度、保持芯部的韧性等。

1.2 齿面磨损轮齿齿面磨损是齿轮啮合传动中，相互啮合的齿面间具有相对的滑动、齿轮轮齿接触表面材料产生摩擦损耗的一种现象，根据产生的原因不同，齿面磨损可以大致分为轻微磨损、中等磨损、过度磨损、磨粒磨损以及腐蚀磨损。

磨损是开式传动的主要失效形式。

采用闭式传动、提高齿面硬度、降低齿面粗糙度及采用清洁的润滑油等，均可以减轻齿面磨损。

1.3 齿面点蚀轮齿齿面点蚀是齿轮传动失效的主要形式之一，当两个齿轮啮合时，由于它们受到周期性变化接触应力的作用，当它们相互之间的接触应力超过材料的疲劳极限的时候，在齿轮齿面上形成细小的疲劳裂纹。